內(nèi)生菌Scu.1對土壤中重金屬Cu的生物淋洗影響

謝 霞，熊甘霖，朱新偉，徐 單,2，李小聰,2，周 建,2，黃 興

(1.江西省核工業(yè)地質(zhì)局機(jī)械研究所，江西 南昌 330006；2.江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六一大隊(duì)，江西 鷹潭 335000)

1 引言

土壤淋洗作為土壤修復(fù)技術(shù)中的一個重要修復(fù)技術(shù)，淋洗劑的選擇是關(guān)鍵。化學(xué)淋洗通過含有化學(xué)試劑的提取液將重金屬從土壤轉(zhuǎn)移到水溶液中，從而達(dá)到去除重金屬的目的，然而，化學(xué)淋洗也會對土壤帶來二次污染。生物淋洗作為一種環(huán)境友好型好淋洗劑[1]，逐漸成為國內(nèi)外土壤重金屬修復(fù)研究熱點(diǎn)。重金屬在土壤中以不同形態(tài)存在。Maiz法[2]把重金屬形態(tài)分為可交換態(tài)(移動態(tài))、螯合態(tài)(可移動態(tài))和殘?jiān)鼞B(tài)。可交換態(tài)(移動態(tài))、螯合態(tài)(可移動態(tài))更適合土壤淋洗技術(shù)[3]。植物對土壤中重金屬的吸收效果受到重金屬自身形態(tài)影響，超累積植物中內(nèi)生菌對重金屬具有強(qiáng)耐受性，Chen[4]等人從龍葵中分離出了耐重金屬Cd的LRE 07；Barzanti等人[5]研究了超累積植物百里香分離到具有表現(xiàn)出高遺傳多樣性和高抗性的貝氏桿菌。為了探究生物淋洗對土壤中重金屬的淋洗效果，降低化學(xué)淋洗對土壤的二次污染，本研究主要以超累積植物龍葵提取的內(nèi)生菌作為生物淋洗劑，以土液比作為變量，對土樣中Cu進(jìn)行多次淋洗，探究Scu.1作為生物淋洗劑對土樣中Cu淋洗性能研究，為生物淋洗修復(fù)技術(shù)提供理論依據(jù)。

2 實(shí)驗(yàn)材料

2.1 供試菌株

本實(shí)驗(yàn)從某冶煉廠周邊采集長勢良好的超累積植物龍葵研磨篩選提純后得到的一株菌種，經(jīng)基因測序鑒定該菌種為金黃色葡萄球菌亞種(Staphylococcus cohnii subsp. urealyticus)，并將其命名為Scu.1。

2.2 供試土樣

土樣取自某化工周圍土樣，經(jīng)風(fēng)干處理后備用。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

以Scu.1作為生物淋洗劑，將土樣滅菌處理，將土液比設(shè)置梯度為3∶1、3∶2、1∶1、2∶3、1∶2、1∶5、1∶10 。充分混勻于27～28 ℃下密封靜置12 h，烘干處理后用Maiz法逐次淋洗可交換態(tài)(移動態(tài))、螯合態(tài)(可移動態(tài))，烘干土樣無菌處理，重復(fù)上述操作淋洗，重復(fù)淋洗3次，后續(xù)殘余物經(jīng)微波消解法消解，得殘?jiān)鼞B(tài)。用AAS測定Cu2+濃度。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

將Scu.1作為生物淋洗劑對土樣進(jìn)行生物淋洗3次，各土液比對土樣中Cu的形態(tài)影響如圖1所示。

圖1 土液比對土樣中可交換態(tài)Cu的影響

從圖1看出，第一次淋洗Scu.1對可交換態(tài)(移動態(tài))Cu的提取隨著土液比降低而增長；第二次淋洗與第三次的淋洗的趨勢相一致，Scu.1對可交換態(tài)(移動態(tài))Cu的淋洗總體呈現(xiàn)下降的趨勢。從圖2看出，三次淋洗中，螯合態(tài)(可移動態(tài))Cu在第一次淋洗下含量最高，第三次淋洗下含量最低。因此，土液比的變化主要顯著作用第一次淋洗。

圖3顯示的是Scu.1在三次淋洗下土樣中Cu的總可交換態(tài)(移動態(tài))、總螯合態(tài)(可移動態(tài))以及總殘?jiān)鼞B(tài)含量。圖中顯示，土液比為1∶10時淋洗效果最好，可交換態(tài)(移動態(tài))Cu含量最高。

圖4探究的是考慮成本因素后淋洗下的Cu最佳土液比。在圖3中顯示的分別是Scu.1在不同土液比下淋洗出可交換態(tài)Cu含量，和不同土液比下單份菌液淋洗出可交換態(tài)Cu含量，取兩者交叉點(diǎn)為最佳土液比7∶12。

圖2 土液比對土樣中螯合態(tài)Cu的影響

圖3 土液比對于土樣Cu的形態(tài)影響

4 結(jié)語

本研究設(shè)置了不同土液比來探究Scu.1作為生物淋洗劑作用于土樣下重金屬Cu形態(tài)的變化。結(jié)果顯示，隨著土液比的減少，Scu.1作為生物淋洗劑對可交換態(tài)Cu的淋洗效果逐漸提升，考慮到現(xiàn)實(shí)的成本因素，本研究認(rèn)為Scu.1淋洗土樣Cu最佳土液比為7∶12。

圖4 Cu的最佳土液比的探究